ارزیابی بیوشیمیایی و مولکولی شماری از ژنوتیپ‌های لوبیا (phaseolus vulgaris l.) در شرایط تنش خشکی

تنش خشکی، یکی از تنش‌های مهم غیرزیستی برای گیاهان از جمله لوبیا است؛ چراکه رشد، توسعه و عملکرد گیاه را تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ بنابراین شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به تنش خشکی، بسیار ضروری است. یکی از راه‌های موثر در شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به تنش خشکی، بررسی بیوشیمیایی و بیان نسبی ژن‌‌های دخیل در تنش خشکی است. بدین منظور، پژوهش حاضر بر روی شماری از ژنوتیپ‌های لوبیا شامل خمین، cos-16، d81083 و ks-10012، به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی انجام شد. تنش خشکی در سطوح تنش شدید (25% ظرفیت زراعی)، تنش ملایم (75% ظرفیت زراعی) و آبیاری نرمال (100% ظرفیت زراعی) اعمال شد و سپس صفات محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت‌ها، پرولین، مالون دی آلدهید و بیان ژن‌های nced، cdpk1، pip1 و nac مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین میزان صفت نشت الکترولیت‌ها، به‌ترتیب به ژنوتیپ‌های خمین به میزان 77.66% و cos-16 به میزان 25% تعلق داشت. بیشترین میزان محتوای نسبی آب برگ، در ژنوتیپ cos-16 در تنش ملایم به میزان 80.66% و کمترین میزان آن، در ژنوتیپ خمین در تنش شدید به میزان 46.66% اندازه‌گیری شد. روند افزایشی میزان پرولین در تمامی ژنوتیپ‌ها، از آبیاری 100% ظرفیت زراعی نسبت به تنش ملایم و تنش شدید مشاهده شد. همچنین روند افزایشی میزان مالون‌دی‌آلدهید در تنش شدید نسبت به شاهد مشاهده شد؛ از طرفی، ژنوتیپ خمین با داشتن بیشترین میزان مالون‌دی‌آلدهید، رتبه a و ژنوتیپ cos-16 با داشتن کمترین میزان مالون‌دی‌آلدهید، رتبه f را با در نظر گرفتن آزمون توکی به خود اختصاص دادند. افزایش نسبی بیان ژن nced، nac  و cdpk1 در تنش شدید نسبت به تنش ملایم و  بیان نسبی متفاوت ژن pip1 نیز در سطوح مختلف تنش (%75 و 25% ظرفیت زراعی) مشاهده شد. به‌طورکلی، از نتایج به‌دست آمده از اندازه گیری صفات می‌توان چنین استنباط کرد که در میان ژنوتیپ‌های مورد بررسی، ژنوتیپ cos-16 بیشترین و ژنوتیپ خمین کمترین میزان تحمل نسبت به تنش خشکی را دارا می‌باشند.

Biochemical and molecular evaluation of some beans genotypes (Phaseolus vulgaris L.) under drought stress conditions

Drought stress is one of the important non-biological stresses for plants such as beans because it affects the growth, development and yield of the plant. Therefore, identification of drought tolerant genotypes is very important. One of the effective ways in identifying drought tolerant genotypes is biochemical investigation and relative genes expression involved in drought stress. Therefore, the present study was performed on a number of bean genotypes including Khomein, COS-16, D81083 and KS-10012 as factorial complete randomized block design. Drought stress was applied at the levels of severe stress (25% field capacity), mild stress (75% field capacity) and normal irrigation (100% field capacity) and then the relative water content, electrolyte leakage, proline, malondialdehyde and gene expression (NCED, CDPK1, PIP1 and NAC) were evaluated. Results showed that the highest and lowest electrolyte leakage traits belonged to Khomein genotypes with 77.66% and COS-16 with 25%, respectively. The highest relative water content of leaf belonged to COS-16 genotype at mild stress of 80.66% and the lowest to khomein genotype at severe stress of 25%. Increasing trend of proline content was observed in all genotypes from 100% of irrigation to mild and severe stresses. Also, increasing trend of malondialdehyde was observed in severe stress compared to control, on the other hand, Khomein genotype with the highest malondialdehyde rank a and COS-16 genotype with the lowest malondialdehyde genotype f were considered with Tukey test. Relative increase of NCED, NAC and CDPK1 gene expression was observed in severe stress compared to mild stress. Different relative expression of PIP1 gene was also observed at different stress levels (75% and 25% of field capacity). In general, it can be concluded that among the genotypes studied, COS-16 had the highest and Khomein genotype had the least tolerance to drought stress.